Wolfram Function Repository: отворен достъп до платформа за разширения на езика Wolfram

Здравейте, Хабр! Представям на вашето внимание превода на поста на Стивън Волфрам «Репозитория на функциите на Волфрам: Пускане на открита платформа за разширяване на езика Волфрам».

Предпослугите за жизнеспособността на езика Волфрам

Днес стоим на прага на велики постижения заедно с езика за програмиране Wolfram Language. Само три седмици назад стартирахме безплатен движок на Волфрам за разработчици, за да помогнем на нашите потребители да интегрират езика Wolfram Language в техните мащабни софтуерни проекти. Точно днес стартираме репозиторий на функции на Волфрам, за да предоставим координирана платформа за функции, създадени за разширяване на езика Волфрам, а също така отваряме репозиторий на функции за всеки, който може да допринесе за развитието на нашия софтуерен продукт.

Репозиторият на функции (Function Repository) на Волфрам е нещо, което стана възможно благодарение на уникалната специфика на Wolfram Language не само като език за програмиране, но и като пълноценен изчислителен език. В традиционните езици за програмиране добавянето на значителни нови функции обикновено включва създаването на цели допълнителни библиотеки, които могат да работят или не при съвместна работа. Въпреки това, в езика Wolfram Language толкова много вече е вградена в самия език, че има възможност значително да се разширява функционалността му, просто добавяйки нови функции, които незабавно се интегрират в цялостната структура на целия език.

Например, вече сега в репозитория на функции на Волфрам има 532 нови функции структурирани в 26 тематични категории:

Подобно на повече от 6000 стандартни функции, вградени в езика Волфрам, всяка функция от репозитория има страница за документация с подробни описания и примери за работа:

За да преминете към страницата, копирайте предоставения по-горе обект (функционален BLOB), поставете го в полето за въвеждане и след това стартирайте функцията – тя вече е вградена в езика Волфрам и се поддържа по подразбиране, начиная от версии 12.0:

Тук е важно да се отбележи, че при обработка на LogoQRCode Не е необходимо, например, да конфигурирате «библиотека за обработка на изображения» — тъй като в езика Wolfram Language вече е реализиран последователен и внимателно алгоритмизирано решение за обработка на изображения, които могат да бъдат обработвани незабавно от различни графични функции на езика:

Надявам се, че с подкрепата на прекрасното и талантливо общество, което расте и се разширява (на базата на езика Wolfram Language) през последните няколко десетилетия. Репозиторият с функции на Wolfram ще позволи в обозримо бъдеще значително да разшири диапазона (потенциално значителни, специализирани в различни области на знанието на науката и техниката) функции, налични на езика. По този начин се появява възможност да се използват както съдържанието на езика (вградените му функции), така и принципи на развитие, които се реализират на базата на езика. (Тук е важно да се отбележи, че Wolfram Language вече има повече от 30-годишна история на развитие и стабилен растеж).
Вътре във функциите от репозитория могат да бъдат малки или значително обемни фрагменти от код, написан на езика Wolfram Language. Например, това могат да бъдат извиквания на външни API и услуги или външни библиотеки на други езици. Уникалната особеност на този подход е, че когато преминете към функционалността на потребителско ниво, няма да имате възможни несъответствия, тъй като този подход е построен на базата на последователната структура на езика Wolfram Language — и всяка функция автоматично ще работи правилно — точно така, както трябва.
Обвивката и програмната структура на репозитория с функции на Wolfram са настроени така, че всеки да може да допринесе за общата цел по най-простия и удобен за него начин — всъщност, просто попълвайки текстов файл на бележника (с разширение nb) WL. Вградените автоматични функции позволяват проверка на новите добавени в репозитория функции, за да се осигури тяхната гарантирана интеграция в езика. Нашата компания разчита на обширна група потребители, които могат да интегрират своите функции в езика, а не на големи трудности с новите функции — и въпреки че тук е реализиран процес на проверка, ние не настояваме за нещо, подобно на дълбочинния анализ на конструкцията или строги стандарти за пълнота и надеждност на новите функции на потребителите, за разлика от по-внимателните проверки на функциите, вградени в ядрото на езика, които прилагаме.

В този подход съществуват много компромиси и детайли, но нашата цел е да оптимизираме хранилището на функции на Wolfram както за удобство на потребителите, така и за да новите функции на потребителите дават съществен принос в развитието на езика. С нарастването си, не се съмнявам, че ще трябва да измислим нови методи за обработка и проверка на вгражданите в хранилището функции, и това не на последно място, за да организираме голямо количество функции и да намерим тези, които са нужни на потребителите. Въпреки това, фактът, че избраният от нас път е добро начало, е обнадеждаващ. Собственоръчно добавих няколко функции в началната база. Много от тях са базирани на код, който лично разработвах в течение на доста дълго време. И ми отне само няколко минути, за да ги изпратя в хранилището. Сега, когато те са в хранилището, най-накрая мога – незабавно и по всяко време – да използвам тези функции при необходимост, без да се тревожа за търсене на файлове, зареждане на пакети и т.н.

Повишаване на ефективността при намаляване на разходите

Още преди появата на Интернет съществуваха начини за обмен на код на Wolfram Language (нашият първи голям централизован проект беше MathSource, създаден за Mathematica през 1991 г. на основата на CD-ROM и т.н.). Без съмнение, предложеното за реализация решение на базата на хранилището на функции на Wolfram е по-мощно и надеждно средство за изпълнение на изброените задачи.

Повече от 30 години нашата компания усърдно работи върху поддържането на целостта на структурата на езика Wolfram, и това е много важно, за да стане езика Wolfram не просто език за програмиране, а и пълноценен изчислителен език. И по този начин, същността на подхода към реализацията на хранилището на функции на Wolfram е използването на единен подход към програмирането и разработването на нови функции, които последователно се добавят и вписват в рамките на езика с цел неговото развитие и съвместна еволюция.

В структурата на реализирането на всяка функция се случват различни изчислителни процеси. Тук трябва да се подчертае, че за потребителя функцията трябва да има ясна и последователна форма и визуална четимост. В този контекст вградените функции на Wolfram Language са представени с повече от 6000 последователни примера за правилното програмиране на функции (това са нашите видеообзори за програмиране на живо, които включват стотици часове на процеса на създаване на типови програми). Този подход в крайна сметка позволява на репозитория с функции на Wolfram да работи добре, благодарение на структурния характер на Wolfram Language с неговото голямо количество допълнителни и разнообразни библиотеки, които вече са вградени в езика. Например, ако имате функция, която обработва изображения, или разредени масиви, или молекулярни структури, а също така географски данни или каквито и да е други — в езика вече има съгласувано символно представяне, и благодарение на това вашата функция веднага става съвместима с другите функции в езика.

Създаването на репозитория, който наистина да работи добре, е интересна задача на мета-програмирането. Например, излишъкът от ограничения в програмата няма да позволи необходимата унификация и универсалност на работата на алгоритъма. Също така, при недостатъчно количество функционални ограничения, няма да можете да реализирате достатъчно правилна последователност на изпълнение на алгоритъма. Някои от предишните примери за реализиране на компромиси в данните, реализирани от нашата компания, работят доста стабилно — това са: Проектът Wolfram Демонстрации, стартиран през 2007 година и сега работещ взаимодействително в интернет и съдържащ повече от 12000 интерактивни демонстрации от потребители. В базата данни на Wolfram има над 600 готови бази данни, които могат да се използват в Wolfram Language, а хранилището на невронни мрежи на Wolfram се попълва с нови невронни мрежи почти всяка седмица (в момента са вече 118) и те веднага се свързват чрез функцията NetModel в Wolfram Language.

Всичките по-горе споменати примери имат принципна особеност – обектите и функциите, събирани в проект, имат много висока степен на структурираност и разпределение на процесите. Безспорно, детайлизацията на структурата на това, което е демонстрация или невронна мрежа, или нещо друго, може да се различава, но основната структура за всеки текущ репозиторий винаги остава непроменена. Какво е Вашето мнение, уважаеми потребителю, относно създаването на такъв репозиторий, който добавя разширения към езика Wolfram? Eзикът Wolfram Language е проектиран по такъв начин, че да бъде изключително гъвкав, затова може да бъде разширяван и изменян по всякакъв начин. Това обстоятелство е изключително важно за възможността бързо да се създават различни мащабни софтуерни проекти на езика Wolfram Language. Тук следва да се отбележи, че с нарастващата гъвкавост на езика неминуемо ще се увеличат и разходите за проектите, реализирани на такъв език. Това се случва, защото колкото повече потребителят използва такъв език, толкова повече получава специализирана функционалност, но не бива да се забравя, че този подход може да има и негативни страни по отношение на невъзможността за осигуряване на последователна консистентност на софтуерните модули.

В традиционните езици за програмиране съществува разпространен проблем с библиотеките – ако, например, използвате една библиотека, кодът работи правилно, но ако опитате да използвате няколко библиотеки, няма гаранция, че те ще взаимодействат правилно помежду си. Също така, в традиционните езици за програмиране – за разлика от пълноценния език за изчисления – липсват възможности за гарантирано контролиране на наличието на съгласувани вградени представяния за каквито и да било функции или типове данни, освен техните основни структури. Но в същността си проблемът е още по-дълбок, отколкото изглежда на пръв поглед: ако някой строи мащабна вертикала на функционалността, то без огромни разходи по централно програмиране на проекта, които вложихме в езика Wolfram, е невъзможно да се постигне консистентност. Затова е важно всички софтуерни модули винаги да работят коректно заедно.

Така че, идеята за репозитория на функции на Wolfram е да се избегне проблемът, споменат по-горе — просто добавяйки разширения към езика под формата на сравнително малки кодови елементи чрез отделни функции, чието разработване като съгласувани модули е по-проста задача. В същото време съществуват особености на програмирането, които не могат да бъдат направени удобни с помощта на отделни функции (и нашата компания планира в близко бъдеще да издаде оптимизиран софтуерен алгоритъм, който да помага за реализирането на мащабни софтуерни пакети). Въпреки това, на базата на вече вградените функции в езика Wolfram Language, има множество възможности за програмиране, които са реализирани на основата на отделни функции. Тук идеята е, че с относително малки програмни усилия може да се създаде редица нови и изключително полезни функции, които ще осигурят достатъчна съгласуваност на проекта, при условие че те ще бъдат добре синхронизирани помежду си, а освен това, те ще имат възможност да се използват лесно и широко в езика в бъдеще.

Този подход определено е компромис. При реализирането на по-голям пакет можете да си представите съвсем нов свят на функционалности, който ще стане изключително мощен и полезен. Ако съществува необходимост от нови функционални възможности, които да се вписват във всичко останало, но в същото време не сте готови да отделите огромни усилия за разработка на проекта, това може да доведе до намаляване на мащаба на Вашия проект. Идеята на репозитория на функции Wolfram е да осигури функционалност, която е определяща част от проекта, този подход ще позволи добавяне на мощен функционал, като в същото време опростява поддържането на добра съгласуваност на програмирането.

Помощ при добавяне на потребителски функции в репозитория на функции

Специалистите от нашата компания работиха усърдно, за да направят приноса си в функциите на репозитория Wolfram достатъчно лесен за потребителите. На работния плот (вече в версии 12.0), Можете просто последователно да преминете през разделите на основното меню: File > New > RepositoryItem > Function Repository Item и ще получите «Определение на тетрадка» (програмно в рамките на работната среда. Можете също така да използвате функция аналог — CreateNotebook[«FunctionResource»]):

Има две основни действия, които трябва да извършите: първо, всъщност да запишете кода на вашата функция и второ, да напишете документация, илюстрираща как трябва да работи функцията ви.
Натиснете бутона «Отворете шаблона» отгоре, за да видите пример за това, което трябва да направите:

Всъщност, опитвате се да създадете нещо подобно на вградена функция в езика Wolfram Language. С изключение на това, че тя може да прави нещо много по-конкретно от вградената функция. При това очакванията за нейната завършеност и надеждност ще бъдат значително по-ниски.
Трябва да зададете име на функцията си, което да отговаря на принципите за именуване на функции в Wolfram Language. Освен това ще ви е необходимо да разработите документация за функцията си, аналогично на вградените функции на езика. Подробности ще дам по-късно. Сега просто обърнете внимание, че в реда с бутони в горната част на файла с тетрадка на определения има бутон «Препоръки за стил», който обяснява какво да правите, и бутон «Инструменти», който предоставя инструменти за форматиране на документацията на вашата функция.
Когато се уверите, че всичко е попълнено правилно и сте готови, натиснете бутона «Check» («Проверете»). Съвсем нормално е да не сте разбрали всичките детайли. Следователно функцията «Check» ще се изпълнява автоматично и ще прави много проверки на стилове и последователност. Често тя ще поиска веднага от вас да потвърдите и приемете корекции (например: «Тази строка трябва да завършва с двоеточие», и тя ще предложи да въведете двоеточие). Понякога тя ще ви помоли да добавите или промените нещо сами. Ще продължаваме да добавяме нови възможности към автоматичната функционалност на бутона «Check», но основната му цел е да гарантира, че всичко, което изпращате в репозитория на функции, вече съответства на колкото се може повече препоръки за стил.

И така, след стартиране на „Check“ можете да използвате „Preview“ („Предварителен преглед“). „Preview“ създава предварителен преглед на страницата на документацията, която сте задали за функцията си. Можете също така да създадете предварителен преглед за файл, създаден на компютъра ви или за файл, който се намира в облачното хранилище. Ако по някаква причина не сте доволни от това, което виждате в предварителния преглед, просто се върнете назад и направете необходимите корекции, след което отново натиснете бутона Preview.
Сега сте готови да поставите функцията си в репозитория. Бутонът Deploy ви предоставя четири опции за действие:

На този етап е важно да отбележим, че можете да изпратите функцията си в репозитория на функциите на Wolfram, за да бъде достъпна за всеки потребител. В същото време можете да публикувате функцията си за ограничен брой потребители. Например, можете да създадете функция, разположена локално на компютъра си, така че да бъде достъпна, когато използвате именно този компютър. Или можете да я публикувате в своята облачна сметка, за да бъде достъпна за вас, когато сте свързани с облака. Можете също така публично да публикувате (разгърнете) функция чрез вашата облачна сметка. В такъв случай тя няма да бъде в централния репозиторий на функциите на Wolfram, но ще можете да дадете на някого URL, който ще им позволи да получат функцията ви от вашата сметка. (В бъдеще ще поддържаме и централни репозитории в мащабите на нашата компания).

И така, да предположим, че искате всъщност да изпратите функцията си в базата данни на функциите на Wolfram. За целта натискате бутона „Изпрати“ в репозитория. Какво се случва в този момент? Вашето заявление веднага попада в опашката за разглеждане и одобрение от нашия екип от куратори.

Докато Вашето заявление преминава през процеса на одобрение (който обикновено отнема няколко дни), ще получавате известия за състоянието на разглеждането му, а също така, възможно е да получите предложения относно по-нататъшното му използване. Но след като функцията Ви бъде одобрена, тя ще бъде незабавно публикувана в репозитория на функциите на Wolfram и ще стане достъпна за всякакво използване. (И това ще се показва в новинарски дайджести за нови функции и т.н.)

Какво трябва да съдържа хранилището?

Трябва да се отбележи, че в нашата компания стандартите за пълнота, надеждност и общо качество са много високи, от над 6000 функции, които вече сме вградили в езика Wolfram през последните над 30 години, всички отговарят на горепосочените изисквания. Целта на репозитория на функциите на Wolfram е да използва цялата структура и функционалности, които вече съществуват в езика Wolfram Language, за да добави колкото се може повече по-леки функции (т.е. функции с по-висока производителност).

Безспорно, функциите в репозитория на функциите на Wolfram трябва да се придържат към принципите на разработка на езика Wolfram Language — за да могат да взаимодействат адекватно с другите функции и очакванията на потребителите как функцията трябва да работи правилно. Въпреки това, функциите не трябва да имат еднаква степен на пълнота или надеждност.

Вградени функции на езика Wolfram, ние усърдно работим, за да направим софтуерните функции колкото се може по-общи. Въпреки това, в репозитория на функциите на Wolfram няма нищо лошо, ако там попадне функция, която просто обработва специфичен, но полезен случай. Например, функция SendMailFromNotebook може да приема файлове в определен формат и да генерира имейли по един специфичен начин. PolygonalDiagram създава диаграми само с определени цветове и обозначения и т.н.

Още един момент, свързан с вградените функции, е, че нашата компания полага всички усилия за обработка на всички нетипични ситуации, за правилна обработка на некоректни входове и така нататък. В хранилището на функции е напълно нормално да има специална функция, която обработва основните случаи на решаване на задачата и игнорира всички останали.

Очевидно е, че е по-добре да имате функции, които правят повече и го правят по-добре, но оптимизацията за хранилището на функции — за разлика от вградените функции на езика Wolfram — трябва да има повече функции, свързани с много функции, вместо да се задълбочава в процесите на изпълнение на всяка конкретна функция.

Сега нека разгледаме пример за тестване на функции в хранилището. Очакванията за последователност за такива функции естествено са значително по-ниски, отколкото за вградените функции на езика. Това е особено актуално в случаи, когато функциите зависят от външни ресурси, като API; важно е постоянно да се провеждат последователни тестове, което автоматично се случва в алгоритмите за проверка. В файла nb можете ясно да зададете определения (в секцията „Допълнителна информация“) и да зададете толкова теста, колкото сметнете за необходимо, определени или чрез входни и изходни редове, или чрез пълни символните обекти от тип VerificationTest, колкото решите. Освен това, системата постоянно се опитва да преобразува предоставените от вас примери на документация в процеса на проверка (поради което понякога това може да бъде доста ресурсоемко, например за функция, чийто резултат зависи от случайни числа или времето на денонощието).

В крайна сметка в хранилището на функции ще има редица сложности при изпълнението. Някои ще бъдат просто на един ред код, други може да включват хиляди или десетки хиляди редове, вероятно с използване на множество помощни функции. В кои случаи е уместно да се добави функция, за определянето на която е нужно много малко код? В принципе, ако за функцията има добро мнемонично име, което потребителите биха разбрали с готовност, видявайки това в част от кода, може да бъде добавено. В противен случай, вероятно е по-добре просто да добавите кода на Вашата програма всеки път, когато трябва да го използвате.

Основната цел на репозитория на функции (както предполага името му) е да внедрява нови функции в функционалността на езика. Ако искате да добавите нови данни или нови обекти, използвайте репозитория на Wolfram Data. Но какво да правите, ако искате да въведете нови видове обекти за Вашите изчисления?

Всъщност, има два пътя. Може би, искате да въведете нов тип обект, който да се използва в новите функции в репозитория на функции. И в този случай винаги можете просто да запишете неговото символично представяне и да го използвате при въвеждането или извеждането на функции в репозитория на функции.

Но какво да правите, ако искате да представите обект и след това да го определите, чрез съществуващите функции в езика Wolfram Language, които трябва да работят заедно с него? За това Wolfram Language винаги е имал лесен механизъм, наречен UpValues. С известни ограничения (особено за функции, които не могат да оценяват своите аргументи), репозиторът на функции Ви позволява просто да представите функция и да определите стойности за нея. (За да се увеличи очакването за последователност при създаването на нова важна конструкция, напълно интегрирана навсякъде в езика Wolfram Language, — това обикновено е много важна процедура, която не може да бъде достигната само чрез покачване на разходите за проекта и това, което нашата компания прави в рамките на проектите за дългосрочно развитие на езика, тази задача не е цел, която се поставя в рамките на развитието на репозитория).

И така, какво може да има в кода на функциите в репозитория на функции? Всичко, което е вградено в езика Wolfram Language, разбира се (по най-малко, ако не представлява заплаха за сигурност и функционирането на самата програма, като изчислителна среда) също както и всяка функция от репозитория на функции. В същото време, съществуват и други възможности за функциониране: функцията в репозитория на функции може да извиква API, или в Wolfram Cloud, или от друг източник. Разбира се, съществуват някои рискове, свързани с това. Поради липсата на гаранции, че API ще остане непроменен, а функцията в хранилището на функции ще започне да не работи. За идентифициране на подобни проблеми съществува бележка на страницата с документация (в раздела „Изисквания“) за всяка функция, която разчита не само на вградената функционалност на Wolfram Language. (Разбира се, когато говорим за реални данни, могат да възникнат проблеми дори с такава функционалност — защото реалните данни за света постоянно се променят, а понякога дори променят техните определения и структура.)

Дали целият код за хранилището на функции на Wolfram трябва да бъде написан на езика Wolfram? Определено, кодът в външния API не трябва да бъде написан на езика Wolfram, което всъщност не прави кода език. Всъщност, ако намерите функция почти на всеки външен език или библиотека, можете да създадете обвивка, която ще позволи на нейното използване в хранилището на функции на Wolfram. (Обикновено за това трябва да се използват вградените функции в кода на езика Wolfram.) ExternalEvaluate или ExternalFunction в кода на езика Wolfram.)

Така каква е смисълът да го направите? По същество, това позволява използването на цялата интегрирана система на Wolfram Language и целия й унифициран набор от софтуерни възможности. В случай че получавате базова реализация от външна библиотека или език, можете след това да използвате богатата символна структура на езика Wolfram Language, за да създадете удобно функция от по-високо ниво, която позволява на потребителите сравнително лесно да използват всяка вече реализирана функционалност. Най-малкото, това трябва да бъде възможно в идеалния свят, където съществуват всички съставни елементи за зареждане на библиотеки и т.н., в този случай те ще бъдат автоматично разрешавани с помощта на Wolfram Language. (Следва да се отбележи, че на практика могат да възникнат проблеми с настройката на външни езици в конкретна компютърна система, а в облачното хранилище могат да възникнат допълнителни проблеми със сигурността).

Всъщност, когато за първи път анализирате типични външни библиотеки, често изглеждат твърде сложни, за да бъдат обхванати само с няколко функции, но в много случаи част от сложността произтича от създаването на инфраструктурата, необходима за библиотеката, и всички функции за нейното поддържане. Въпреки това, при използването на езика Wolfram Language, инфраструктурата обикновено вече е вградена в пакетите и следователно не е нужно да разкривате подробно всичките тези функции за поддръжка, а просто да създадете функции за няколко "най-горни" функции, ориентирани към приложението в библиотеката.

"Екосистема" на базата на знания

Ако сте написали функции, които използвате постоянно, изпратете ги в репозиторий на функциите на Wolfram! Дори ако от това не стане нещо по-голямо (развитие на езика), все пак ще ви е много по-удобно да използвате функциите за лична употреба. Въпреки това, логично е да предположим, че ако постоянно използвате функции, е възможно и други потребители да ги намерят за полезни.

Естествено, може да се окажете в ситуация, в която нямате възможност — или не искате — да споделите функциите си или в случай на получаване на достъп до частни информационни ресурси. Дори в такива случаи можете просто да разположите функциите в собствената си облачна сметка, указвайки правата за достъп до тях. (Ако вашата организация разполага с частно облако Wolfram Enterprise, скоро то ще може да хоства собствен частен репозиторий на функции, който може да се администрира от вашата организация и да се настрои принудителен преглед на представянията или не за външни потребители.)

Функциите, които изпращате в репозиторий на функциите на Wolfram, не е задължително да бъдат перфектни; те просто трябва да са полезни. Това е малко като раздела "Грешки" в класическата документация на Unix — в "Раздела на определенията" има раздел "Забележки от автора", в който можете да опишете ограничения, проблеми и т.н., за които вече знаете за функцията си. Освен това, когато изпращате функцията си в репозитория, можете да добавите коментари към изпращането, които ще бъдат прочетени от специална команда куратори.

След публикуването на функцията, страницата й винаги има два линка в дъното: "Изпратете съобщение за тази функция» и «Обсъди в общността Wolfram». Ако прикрепяте бележка (например, да ме информирате за грешки), можете да установите отметка, в която казвате, че искате вашето съобщение и контактна информация да бъдат предоставени на автора на функцията.

Понякога е необходимо просто да използвате функции от репозитория на функции Wolfram, като например вградени функции, без да разглеждате техния код. Обаче, ако искате да "надникнете вътре", в горната част винаги има бутон "Бележник". Натиснете го и ще получите собствена копие на оригиналния бележник с дефиницията, която е изпратена в репозитория на функции. Понякога можете просто да го използвате като пример за вашите нужди. В същото време можете да разработите собствена модификация на тази функция. Може да желаете да поставите тези намерени функции от репозитория на вашия компютър или във вашия профил в облачното си хранилище, или може би искате да ги изпратите в базата данни на функции, възможно с подобрена, добавена версия на оригиналната функция.

В бъдеще планираме да поддържаме разклонение в стил Git за репозиторите на функции, но в момента се опитваме да го направим по-просто и винаги имаме само една общоприета версия на всяка функция, вградена в езика. Най-често (освен ако разработчиците не се откажат от поддръжката на разработените от тях функции и не отговарят на съобщения от потребители), първоначалният автор на функцията получава контрол над актуализациите й и изпраща нови версии, които след това се проверяват и, ако преминат през проверката, се публикуват в езика.

Нека разгледаме как работи "версионността" на разработените функции. В момента, когато използвате функция от репозитория на функции, нейното определение ще се съхранява постоянно на вашия компютър (или в облачния ви профил, ако използвате облака). Ако се появи нова версия на функцията, при следващото й използване ще получите съобщение, уведомяващо ви за това. И ако искате да актуализирате функцията до нова версия, можете да направите това с помощта на командата ResourceUpdate. ("Функционален BLOB-обект" наистина съхранява повече информация за версиите, и в бъдеще планираме да го направим по-достъпен за нашите потребители.)

Една от прекрасните характеристики на репозитория на функциите на Wolfram е, че всяка програма на Wolfram Language навсякъде може да използва функции от него. Когато програма се появи в блокнот, често е удобно да форматирате функциите от репозиторията в лесно четими "функционални двоични обекти" (вероятно с подходящ набор от версии).

Вие винаги можете да се обърнете към всяка функция от репозитория на функциите, използвайки текстовата ResourceFunction […]. И това е много удобно, ако пишете код или сценарии директно за Wolfram Engine, например, с помощта на IDE или текстов редактор (особено важно е да се отбележи, че репозитория на функциите е напълно съвместим с Free Wolfram Engine за разработчици).

Как работи това?

Вътре в функциите на репозиторията на Wolfram е възможно да се използва точно същата система за ресурси база, както в всички наши други съществуващи репозитории (база данни, Neural Net Repository, колекция от демонстрационни проекти и т.н.), както и всички останали системни ресурси на Wolfram, ResourceFunction в крайна сметка е основана на функцията ResourceObject.

Нека разгледаме ResourceFunction:

Вътре можете да видите някаква информация, използвайки функцията Information:

Как работи настройката на функцията на ресурса? Най-простият случай е чисто локален. Ето един пример, който взема функция (в този случай просто чиста функция) и я определя като функция на ресурса за текущата сесия в програмата:

След като направите определението, можете да използвате функцията на ресурса:

Обърнете внимание, че в този BLOB-обект функцията има черен значок . Това означава, че BLOB-функцията принадлежи на функцията на ресурсите в паметта, определена за текущата сесия. За функция на ресурса, която постоянно се съхранява на Вашия компютър или в облачната Ви сметка, има сив значок . А за официалната функция на ресурса в репозитория на функциите на Wolfram има оранжев значок .

И така, какво се случва, когато използвате менюто "Разгръщане" в блокнота на определенията? Първо, той взема всички определения в блокнота и от тях създава символен ResourceObject). (Ако използвате текстова IDE или програма, можете също така явно да създадете ResourceObject)

Локалното разгръщане на функцията от репозитория на Вашия компютър се извършва с команда LocalCache за ресурса, за да запазите него като LocalObject във Вашата файлова система. Разгръщането в облачния акаунт се извършва с команда CloudDeploy за ресурса, а публичното разгръщане в облака — CloudPublish. Във всички случаи ResourceRegister също се използва за регистрация на името на ресурсната функция, така че ResourceFunction[«name»] ще работи.

Ако натиснете бутона Изпрати за Function Repository, това, което се случва под него ResourceSubmit се извиква на ресурса. (И ако използвате текстов интерфейс за въвеждане, можете също така да извикате ResourceSubmit директно.)

По подразбиране, изпращането се извършва под името, свързано с Вашия идентификатор Wolfram ID. Но ако изпращате заявка от името на група разработчици или организация, можете да зададете отделен идентификатор на издателя и вместо това да го използвате като име за взаимодействие с Вашите представления.

След като изпратите всяка своя функция в базата данни на функциите, тя ще влезе в опашка за проверка. Ако получите обратна връзка, тя обикновено ще бъде под формата на текстов файл с добавени допълнителни «коментаторни клетки». Винаги можете да проверите статуса на заявката си, като влезете в портала на участника в ресурсната система. Но веднъж след като функцијата Ви бъде одобрена, ще бъдете уведомени (по електронна поща) и функцията Ви ще бъде разположена в репозитория на функциите на Wolfram.

Някои тънкости в работата

На пръв поглед може да изглежда, че можете просто да вземете блокнот с определения и буквално да го поставите в репозитория на функциите, обаче, всъщност има доста много тънкости — и за тяхното обработване се изисква да се извърши доста сложен мета-програмиране, обработвайки символично както кода, който определя функцията, така и самия блокнот с определения. Голяма част от това става вътре, тоест „зад кулисите“, но това може да има някои последици, които е добре да разберете, ако планирате да допринесете в базата данни на функциите.

Първата непосредствена тънкост: Когато попълвате «Забележник на определения», можете просто да се позовавате на функцията си навсякъде, използвайки име, подобно на MyFunction, което изглежда като обикновено име за функция в езика Wolfram Language, но за документацията на хранилището на функции то се заменя ResourceFunction[«MyFunction»] – това е точно това, което потребителите всъщност ще използват, когато работят с функцията.

Втората тънкост: когато създавате функция на ресурс от Забележника на определения, всички зависимости, участващи в определенията на функциите, трябва да бъдат фиксирани и явно включени. Въпреки това, за да се гарантира, че определенията остават модулни, трябва да поставите всичко в уникално пространство на имената. (Разбира се, че функциите, които правят всичко това, се намират в хранилището на функции.)

Обикновено никога няма да видите следи от работния код, използван за настройване на това пространство на имената. Но ако по някаква причина извикате неизпълнен символ в рамките на функцията си, тогава ще видите, че този символ е в контекста на функцията. Въпреки това, при обработка на Забележника на определения, поне символът, отговарящ на самата функция, се настройва за най-добро представяне като функционален BLOB, а не необработен символ в контекста на вътрешността.

Хранилището на функции е предназначено за дефиниране на нови функции. И тези функции могат да имат опции. Често тези параметри (например, Метод или ImageSize) ще имат възможност да се използват за вградени функции, както и за такива, за които вече съществуват вградени символи. Но понякога на нова функция може да са нужни и нови опции. За да запазите модулността, тези параметри трябва да бъдат символи, дефинирани в уникален вътрешен контекст (или нещо като цели функции на ресурса, т.е. самите по себе си). За удобство хранилището на функции позволява задаването на нови опции в определенията под формата на низове. И за удобство на потребителя, тези определения (при условие, че те са използвали OptionValue и OptionsPattern) също така се обработват така, че при използването на функции параметрите да могат да бъдат задавани не само като низове, но и като глобални символи с идентичните имена.

Повечето функции просто правят това, което трябва да правят всеки път, когато бъдат извикани, но някои функции се нуждаят от инициализация, преди да могат да работят в определена сесия — и за решаване на този проблем в раздела „Определение“ има секция „Инициализация“.

Функции от репозитория могат да използват други функции, които вече се намират в репозитория, за да настроят определенията за репозитория на функциите, включващи две (или повече) функции, които се позовават една на друга, трябва да бъдат разширени в своята сесия на работа с програмата, така че да можете да се позовавате на тях като ResourceFunction[«name»], след което можете да създадете необходимите комбинации от тези функции примери (не разбрах) и да добавите нова функция в репозитория на база на вече публикувани.

Перспективи за развитие. Какво трябва да се случи, когато репозитория стане наистина голям?

Днес просто стартираме репозиторий на функции Wolfram, но с времето очакваме, че неговият обем и функционалност могат рязко да нараснат, и с нараслото развитие ще възникнат различни проблеми, които, както вече предвиждаме, могат да се появят.

Проблем номер едно се отнася до имената на функциите и тяхната уникалност. Репозиторият на функции е проектиран така, че в него, както и за вградените функции в езика Wolfram Language, може да се позовава на всяка дадена функция, просто като укажете името й. Но това неизбежно означава, че имената на функциите трябва да са глобално уникални в целия репозиторий, така че, например, в репозитория може да има само едно ResourceFunction[«MyFavoriteFunction»].

На пръв поглед това може да изглежда като голям проблем, но струва си да разберем, че това в основата си е същият проблем, както и за неща като интернет домейни или социални мрежи. И става въпрос, че в системата просто е необходимо да има регистратор — и това е една от ролите, които нашата компания ще изпълнява за базата знания на функциите Wolfram. (За частни версии на репозитория техните регистратори могат да бъдат администратори.) Разбира се, интернет домейн може да бъде регистриран, без да има нищо на него, но в репозитория на функции името на функцията може да бъде регистрирано само при наличието на фактическо определение на функцията.

Част от нашата роля в управлението на базата данни с функции на Wolfram е да осигурим, че името, избрано за функция, е логично с оглед на определенията на функцията, а също и че отговаря на конвенциите за именуване на Wolfram Language. Имаме повече от 30 години опит в именуването на вградени функции на Wolfram Language, и нашият екип от куратори ще пренесе този опит и в хранилището на функции. Разбира се, винаги има изключения. Например, може да изглежда по-предпочитано да имате кратко име за определена функция, но е по-добре да „се защитите“ с по-дълго, по-конкретно име, тъй като така шансовете да попаднете на някой, който иска да създаде подобно име на функция в бъдеще, намаляват.

(Тук е важно да отбележим, че простото добавяне на някакъв таг на участника за премахване на неяснотите на функциите няма да доведе до очаквания ефект. Защото, ако не настояваме тагът винаги да бъде присвоен, ще трябва да определим таг по подразбиране за всяка зададена функция, а също да изтъкнем таговете на автора, което отново изисква глобална координация.)

С нарастващия обем на базата данни с функции на Wolfram, един от проблемите, който със сигурност ще възникне, е откриваемостта на функциите, за която в системата е предвидена функция за търсене (а файловете с определения могат да включват ключови думи и т.н.). За вградените функции в езика Wolfram Language в документацията има всевъзможни препратки, които помагат да се "рекламират" функциите. Функции в хранилището на функции могат да правят препратки към вградени функции. А какво става обратно? За това възнамеряваме да експериментираме с различни схеми, за да представим функциите от хранилището на страниците на документацията за вградени функции.

За вградените функции в езика Wolfram Language съществува т.нар. ниво на откриваемост, осигурено от мрежата от "справочни страници", които предоставят организирани списъци с функции, свързани с конкретни области. Винаги е сложно да се балансират правилно страниците на справочника и тъй като езикът Wolfram расте, страниците на справочника често трябва да бъдат напълно реорганизирани. Относително лесно е да се поставят функции от репозитория в широки категории и дори последователно да се разбиват тези категории, но много по-ценено е да имаме правилно организирани страници на справочника на езика. Все още не е ясно как най-добре да ги създадем за цялата база знания с функции. Например, CreateResourceObjectGallery в репозитория на функциите всеки може да публикува уеб страница, съдържаща своите „избори“ от репозитория:

Репозиторият на функциите на Wolfram е настроен като постоянно хранилище на функции, където всяка функция в него винаги ще работи. Разбира се, могат да се появят нови версии на функциите и очакваме, че някои функции с времето определено ще остареят. Функциите ще работят, ако се използват в програми, но страниците на тяхната документация ще водят към нови, по-усъвършенствани функции.

Репозиторият на функциите на Wolfram е предназначен за бързо получаване на нови функции и изучаване на новите възможности за използване на езика Wolfram. С голяма доза оптимизъм се надяваме, че част от това, което е изследвано в репозитория на функциите, в крайна сметка ще има смисъл да стане вградена част от основния език Wolfram Language. През последното десетилетие имахме подобен набор функции, които първоначално бяха представени в Wolfram | Alpha. И един от уроките, извлечени от този опит, е, че за постигане на стандартите за качество и консистентност, на които акцентираме във всичко, което е вградена част от езика Wolfram, е необходима много работа, която често е по-сложна от първоначалните усилия за внедряване на идеята. Но дори и в този случай функцията в базата знания с функции може да служи като много полезно доказателство за концепцията на бъдеща функция, която в крайна сметка може да бъде вградена в езика Wolfram.

Тук най-важното е, че функцията в репозитория на функции е нещо, което е достъпно за всеки потребител, за да се използва точно сега. Възможно е вградената функция на езика да е много по-добра и по-ефективна, но репозиторият на функции ще позволи на потребителите веднага да получат достъп до всички нови функции. И, което е особено важно, тази концепция позволява на всеки да добавя новите си функции.

В миналото в историята на езика Wolfram тази идея нямаше да проработи толкова добре, колкото сега, но на този етап в езика вече е вложен толкова много труд, а също така и дълбоко разбиране на принципите на проектиране на езика, че сега изглежда наистина възможно голямо общество от потребители да добавя функции, които ще поддържат последователността на проекта, за да ги направят полезни за широк кръг от потребители.

В общността на потребителите на Wolfram Language има невероятен дух на талант. (Разбира се, в това общество влизат много водещи специалисти в областта на изследванията и разработките в най-различни области.) Надявам се, че репозитория на функции Wolfram ще предостави ефективна платформа за разкриване и разпространение на този дух на талант. Само заедно можем да създадем нещо, което значително ще разшири обхвата, в който може да бъде приложена изчислителната парадигма на езика Wolfram.

През последните 30 години преминахме дълъг път с езика Wolfram. Сега, заедно, да продължим напред. Настоятелно призовавам всички уважавани потребители на езика Wolfram по света да използват функционалния репозиторий като платформа за това, а също така и новия софтуерен проект Free Wolfram Engine за разработчици.

Източник: habr.com